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微流控技術(shù)仿生合成新型微米纖維生物材料研究取得新進(jìn)展

    近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員秦建華領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在利用微流控技術(shù)仿生合成功能化微米纖維生物材料方面取得新進(jìn)展，研究成果以封面文章發(fā)表在最新的Advanced Materials (2014, 26, 2494–2499 )上。

　　自然界中的竹子形態(tài)結(jié)構(gòu)堅(jiān)韌挺拔，錯(cuò)落有致，稱謂“梅蘭竹菊”四君子之一。該研究工作巧妙利用液滴微流控技術(shù)和濕法紡絲原理，首次仿生設(shè)計(jì)制備出一種具有纖維-微球間隔有序排列，呈現(xiàn)精致“竹子”樣形態(tài)的新型仿生混合纖維材料，并探索其生物功能的潛在應(yīng)用。該工作所制備的纖維材料直徑約100-200um，長度可達(dá)幾十米，它以具有生物相容性的天然水凝膠作為“竹桿”，內(nèi)部有序排列的球形材料經(jīng)脫水而形成“竹節(jié)”，其中球形結(jié)構(gòu)材料可以是高分子聚合物、微液滴、甚至是具有生物活性的細(xì)胞微球。該制備方法的顯著特點(diǎn)是，球形材料在微纖維內(nèi)部排列可通過數(shù)字化微流控系統(tǒng)進(jìn)行可控編碼，并賦予這種纖維材料極其靈活的生物功能特性。這種新型混合微米纖維材料可作為多種類型細(xì)胞和生物分子的功能載體，其材料表面和內(nèi)部都可負(fù)載不同類型細(xì)胞，不僅可作為干細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)擴(kuò)增的反應(yīng)器，還可作為一種過渡性的空間支架材料形成三維組織或用于移植治療，在組織工程和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

　　近兩年，大連化物所微流控芯片研究組開展了一系列基于微流控芯片與納米生物集成技術(shù)的新型生物材料合成、生物界面仿生及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，取得了顯著進(jìn)展。部分成果分別發(fā)表于Biomaterials (2014,35,1390-1401), Integrative Biology (2014,6,35-43), Small (2013,9,497–503), Nanoscale (2013,5,4687-4690), Advanced Materials (2012, 24, 2191-2195)等。

　　上述工作獲得國家自然科學(xué)基金、中科院知識創(chuàng)新工程重要方向性項(xiàng)目的支持。